Chuẩn độ trung hòa acid mạnh – base mạnh

Phương trình / Quy luật áp dụng: HCl + NaOH = NaCl + H₂O

Giải thích chuẩn SGK: Dùng dung dịch chuẩn HCl đã biết nồng độ để chuẩn độ dung dịch NaOH chưa biết nồng độ: nhỏ chính xác dung dịch từ buret, thêm chất chỉ thị vào bình tam giác, nhận biết điểm kết thúc qua sự đổi màu của chỉ thị, từ thể tích acid tiêu tốn tính ra c(NaOH).

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi nhận biết dụng cụ thường gặp: buret khóa thủy tinh và buret khóa cao su đựng được những chất nào, vì sao buret chính xác hơn ống đong.

Phương trình / Quy luật áp dụng: c_eff = 0.1000 × 25.0 / (25.0 + 0.5)

Giải thích chuẩn SGK: Buret bắt buộc phải được tráng 2~3 lần bằng chính dung dịch HCl sẽ dùng, đuổi hết bọt khí ở đầu nhọn, sau đó điều chỉnh mặt chất lỏng về vạch «0» và ghi chính xác số đọc ban đầu; nếu không nồng độ dung dịch chuẩn hoặc hiệu số thể tích sẽ không chính xác.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Trọng tâm rất hay hỏi: vì sao phải tráng buret 2~3 lần bằng dung dịch chuẩn, không tráng thì kết quả bị lệch cao hay lệch thấp — đáp án là «dung dịch chuẩn bị loãng nên phải nhỏ nhiều hơn».

Phương trình / Quy luật áp dụng: HIn ⇌ H⁺ + In⁻ (màu dạng acid / màu dạng base)

Giải thích chuẩn SGK: Chọn chất chỉ thị phenolphthalein theo SGK: khoảng đổi màu 8.2–10.0 của nó nằm trong bước nhảy pH, khi dung dịch chuyển từ màu hồng sang không màu chứng tỏ phản ứng đã vừa đủ; methyl da cam (3.1–4.4) cũng nằm trong bước nhảy pH nên cả hai đều chỉ thị được điểm kết thúc.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Khoảng đổi màu của chỉ thị là kiến thức cần nắm vững; câu hỏi «vì sao chuẩn độ acid mạnh – base mạnh dùng được cả hai chất chỉ thị» cần giải thích được là «khoảng đổi màu của cả hai đều nằm trong bước nhảy pH».

Phương trình / Quy luật áp dụng: Δn = c(HCl)·V − c(NaOH)·20.00

Giải thích chuẩn SGK: Ở giai đoạn đầu, nồng độ kiềm chưa được trung hòa còn lớn nên việc thêm một lượng nhỏ acid ảnh hưởng rất ít đến pH; vì vậy chỉ có thể dựa vào sự đổi màu đột ngột của chỉ thị tại điểm kết thúc để nhận biết.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi thường gặp «Vì sao khi tiến sát điểm tương đương thì pH lại biến đổi đột ngột», nguyên nhân là do sự thay đổi bậc độ lớn của nồng độ ion H⁺/OH⁻ quanh điểm tương đương.

Phương trình / Quy luật áp dụng: V(HCl) = 21.04 mL đạt điểm tương đương

Giải thích chuẩn SGK: Khi sát điểm kết thúc, chỉ một lượng cực nhỏ acid cũng gây ra bước nhảy pH làm màu chất chỉ thị biến đổi đột ngột báo hiệu phản ứng đã hoàn toàn; chỉ trong nửa giọt (0.02 mL), pH đã vượt qua toàn bộ khoảng đổi màu của phenolphthalein, vì vậy khoảnh khắc «màu hồng vừa chuyển sang không màu và bền trong 30 giây» chính là điểm kết thúc chuẩn độ.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Vai trò của nửa giọt dung dịch, sự khác biệt giữa điểm kết thúc và điểm tương đương, và dấu hiệu dừng chuẩn độ thường được hỏi cùng nhau.

Phương trình / Quy luật áp dụng: c(NaOH) = c(HCl)·V(HCl) / V(NaOH)

Giải thích chuẩn SGK: Từ tỉ lệ hợp thức 1 : 1 tính ra nồng độ dung dịch cần chuẩn độ: c(NaOH) = c(HCl)·V(HCl)/V(NaOH).

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Công thức tính và thay số là phần bắt buộc phải nắm: V(HCl) là hiệu số đọc trên buret, mẫu số là thể tích dung dịch cần chuẩn độ, tuyệt đối không nhầm lẫn.

Phương trình / Quy luật áp dụng: H⁺ + OH⁻ = H₂O

Giải thích chuẩn SGK: Bản chất của chuẩn độ acid mạnh – base mạnh là H⁺ + OH⁻ → H₂O: tại điểm tương đương n(H⁺) = n(OH⁻), dung dịch trung tính (pH = 7.00); chất chỉ thị đổi màu vì đúng khoảnh khắc đó pH nhảy vọt qua khoảng đổi màu của nó.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi giải thích vi mô: vì sao tỉ lệ là 1 : 1, vì sao khi phản ứng vừa đủ dung dịch lại trung tính, và vì sao chỉ thị đổi màu trong bước nhảy pH.

Phương trình / Quy luật áp dụng: c(NaOH) = c(HCl)·V(HCl) / V(NaOH)

Giải thích chuẩn SGK: Mỗi thao tác sai đều làm lệch một đại lượng rồi truyền sai số sang nồng độ c: chưa tráng buret bằng HCl (0.1073), còn bọt khí ở đầu nhọn (0.1055), tráng bình tam giác bằng dung dịch mẫu (0.1068), trước nhìn từ trên xuống + sau nhìn từ dưới lên (0.1057) đều làm tăng hiệu số đọc hoặc lượng chất cần chuẩn độ → c bị lệch cao; trước nhìn từ dưới lên + sau nhìn từ trên xuống (0.1047) làm giảm hiệu số đọc → c bị lệch thấp.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Phân tích chiều hướng sai số là câu hỏi kinh điển: phải trình bày rõ chuỗi nhân quả «làm thay đổi đại lượng nào → hiệu số đọc V(HCl) tăng hay giảm → nồng độ c lệch về phía nào».

Phương trình / Quy luật áp dụng: c(NaOH) = c(HCl)·V(HCl) / V(NaOH)

Giải thích chuẩn SGK: Phần kiểm tra không có kết luận mới: đồng thời đảm bảo cả 5 bước «Tráng buret → Đuổi bọt khí → Thêm phenolphthalein → Nhỏ đến khi nửa giọt làm mất màu → Nhìn ngang đọc số đo» thì nồng độ c tính được mới nằm trong khoảng 0.1050–0.1054.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Cấu trúc trả lời điểm tối đa: Thao tác chuẩn + Kiểm soát tốc độ nửa giọt + Nhìn ngang tầm mắt đọc số đo + Tính nồng độ theo quan hệ hợp thức.

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Dùng được cả phenolphthalein và methyl da cam vì khoảng đổi màu của cả hai đều nằm trong bước nhảy pH. Bước nhảy pH kéo dài từ 4.30–9.70, cả phenolphthalein (8.2–10.0) lẫn methyl da cam (3.1–4.4) đều nằm trọn trong khoảng này; thể tích tại điểm kết thúc của hai chỉ thị chỉ chênh nhau 0.017 mL. Bài thực hành SGK chọn dùng phenolphthalein.

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Buret tráng 2~3 lần bằng chính dung dịch HCl sẽ dùng, còn bình tam giác chỉ tráng nước cất (không tráng bằng dung dịch mẫu và không cần sấy khô). Buret phải được tráng bằng chính dung dịch sẽ nạp vào để tránh làm loãng dung dịch chuẩn; còn thể tích dung dịch cần chuẩn độ trong bình tam giác đã được đong chính xác từ trước, nếu tráng bình tam giác bằng dung dịch mẫu sẽ làm tăng số mol kiềm khiến kết quả bị lệch cao.

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Nhỏ hơn thực tế. Vạch chia trên buret tăng dần từ trên xuống dưới: nhìn từ dưới lên làm số đọc đầu lớn hơn thực tế, nhìn từ trên xuống làm số đọc cuối nhỏ hơn thực tế; lấy số đọc cuối trừ số đọc đầu sẽ làm hiệu số thể tích bị hụt đi, dẫn đến nồng độ c tính ra bị lệch thấp.

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Dung dịch vừa chuyển từ màu hồng sang không màu và không đổi màu lại trong vòng 30 giây. Theo quy trình chuẩn: khi thêm nửa giọt acid khiến màu dung dịch trong bình tam giác vừa chuyển từ hồng sang không màu và giữ nguyên không đổi trong 30 giây thì dừng chuẩn độ. pH = 7.00 là điểm tương đương lý thuyết chứ không phải dấu hiệu quan sát bằng chỉ thị.

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Lệch cao. Nước đọng trong buret làm loãng dung dịch HCl (xuống 0.09804 mol/L), khiến phải nhỏ tới 21.46 mL mới đạt điểm kết thúc; hiệu số thể tích tăng lên làm nồng độ c tính ra tăng từ 0.1052 lên 0.1073 (bị lệch cao).